Question

参加全国青少年创新大赛，小强运用电学知识设计了一个电子身高测量仪，如图所示．其中定值电阻R₀=5Ω，电源电压恒为4.5V，R是固定的、竖直放置的硬电阻棒、总长为30cm，总电阻为15Ω，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比，金属杆cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计．

（1）R₀在电路中的作用是       ．
（2）当被测身高增加时，电压表的示数       ，电流表的示数      。（选填：变大/变小/不变）．
（3）身高为168cm小强用该测量仪测量时，电流表示数为0.5A，此时电阻棒R接入电路的电阻为多少Ω？
（4）若电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A．为了保证电路各元件安全工作，该电子身高测量仪能测量的最大身高是多少cm？

Answer 1

（1）保护电路 （2）变大，变小（3）4Ω（4）180cm

解析试题分析：（1）R₀在电路中的作用是保护电路
（2）当被测身高增加时，电压表的示数变大，电流表的示数变小。
（3）R_总=U_电源/I=4.5V/0.5A=9Ω，此时电阻棒R接入电路的电阻为R= R_总-R₀=9Ω-5Ω=4Ω
（4）当电压表示数为3V时，电阻棒R的阻值达到最大，接入电路的电阻为：
I=U_R0/R₀=4.5V-3V/5=0.3A
R_Max="U" _R0/I=3V/0.3A=10Ω
电阻棒R离地面的高度为168cm-30cm/15Ω×4Ω＝160cm
所以该测量仪能测量最大的高度为：160cm＋30cm/15Ω×10Ω＝180cm
考点：欧姆定律